Побудова геологічного розрізу гірничого масиву

Побудова повздовжнього геологічного перерізу гірничого масиву. Фізико-механічні властивості порід та їх структура. Розрахунок стійкості породних оголень. Характеристика кріплення, засоби боротьби з гірничим тиском. Розрахунок міцності гірничого масиву.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Мiнiстерство освiти і науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Кафедра геобудівництва та гірничих технологій

Курсова робота

з предмету: «Механіка гірських порід»

Тема: «Побудова геологічного розрізу гірничого масиву»

Київ - 2013



Вступ

Шахта «Победа» належала до виробничого об'єднання «Краснодонуголь».

Ми досліджуємо пласт К. Даний пласт почали розробляти у 1954 році, найактивніший видобуток проводився з 1975 по 1992 роки. Пласт К характеризується відсутністю схильностей до самоспалаху, є небезпечним за пилом та загрозливим по раптовим викидам вугілля та газу з глибини 380 м.

Станом на 1 січня 1992 року на шахті «Победа» зареєстровано такі дані по запасах вугілля в надрах (тисяч тонн):

Всього по шахті: 28811 балансових, 21778 промислових і 2907 розкритих; з них на дійсних горизонтах: на глибині 350 м балансових - 8141 , промислових - 4362, розкритих - 882 ; на глибині 460 м балансових - 7230 , промислових - 5840 , розкритих - 1571 ; на глибині 570 м балансових - 3452 , промислових - 2927 , розкритих - 454.

Всього по пласту К : балансових - 974 , промислових - 880 , розкритих - 276 ; на глибині 460 м балансових - 300 , промислових - 276 , розкритих - 276 ; на глибині 570 м - даних немає.

Ближче до поверхні, на глибині 90 м, пролягає західний вентиляційний штрек і має місце вихід на поверхню крейдяних відкладень, на схід від яких знову ж таки на поверхню виходять збійки №1 і №2. Між пластами вугілля знаходяться пласти піщаного та глинистого сланців. На нижній межі пласти вугілля межують з піщаником та пластами позабалансового по золі та по потужності вугілля. Технічна границя затверджена ГТУ «Главворошиловградуголь» 21 грудня 1988 року.

На південному заході знаходиться Гуково-Гундровський водопровід, за ним розміщено поле шахти «Суходольська Східна», а ще західніше - поле шахти «Північна», на межі з якою знаходиться ймовірний пласт № С1532, який поки що не підтверджений бурінням. На сході ведуться спільні роботи з шахтою «Суходольська».

Побудова повздовжнього геологічного перерізу гірничого масиву

Для побудови повздовжнього профілю траси виробки можна скористатися двома методами: за допомогою свердловини та за допомогою ізогіпсів.

На карті є умовні позначення свердловин, біля яких проставлені числові відмітки червоного та синього кольору. Червона відмітка відображає відстань від рівня моря до поверхні, а синя - відстань (глибина) від рівня моря до пласта корисної копалини (вугілля). Також поблизу позначення свердловин знаходиться невеличка шкала, на якій зображена структура пласта з усіма його характерними особливостями (всі прошарки, потужність згідно масштабу і т.д.). Таким чином вздовж нашої майбутньої траси знаходиться дві свердловини, по яким можна побудувати геологічний переріз.

Ізогіпси - умовні лінії на карті, які показують на якій глибині під цією лінією залягає пласт корисної копалини. Так звана «нумерація» ізогіпсу проставлена з інтервалом 50 м.

Рис. 1 Побудова повздовжнього профілю за допомогою ізогіпсу

Так, наприклад, на рис. 1 зображений трикутник, у якого АВ - пласт, ВС - різниця між ізогіпсами (різниця висот - 50 м), АС - відстань між ізогіпсами, l - відповідно до масштабу, ? - кут падіння пласта.

Щоб визначити кут падіння пласта, нам слід точно виміряти відстань

tg ? =ВС/1

Знаючи під яким кутом залягає пласт та маючи структурну будову пласта (з даних, отриманих із свердловин), ми можемо побудувати геологічний переріз.

На міліметровому папері відкладаємо вертикальний (1:100) та горизонтальний (1:500) масштаб. Надалі, згідно обраного масштабу, відкладаємо глибини вздовж майбутньої виробки.

Ці глибини відкладаємо в масштабі з певним інтервалом (1 м). З'єднуємо отримані результати та маємо графічне зображення залягання пласта. Затушовуємо отриманий пласт з потужністю т та наносимо умовне позначення глинистого сланцю, вапняку та піщаника, які знаходяться, відповідно, над та під пластом. Тепер проводимо горизонтальну виробку.

Таблиця 1. Характеристика пласта по ділянкам виробки.

Номер ділянки	Початок	Кінець
1	ПК 0	ПК 3+4м
2	ПК 3+4м	ПК 6-4м
3	ПК 6-4м	ПК 24+5м
4	ПК 24+5м	ПК 29-2м
5	ПК 29-2м	ПК 49

Від пласта відкладається 15 потужностей пласта вгору та 10 потужностей пласта вниз. Таким чином ми маємо розріз для подальших розрахунків. Проводимо через побудований розріз пласта виробку таким чином, щоб як найбільше охопити пласт закладеного вугілля.

Дану виробку розбиваємо на пікети через кожні 10 м. Тепер виробку поділяємо на характерні ділянки. Це ті ділянки, геологічний переріз яких постійний або подібний до інших.

Геологічний опис оточуючих порід

Вугілля

Вугілля - тверда осадова порода, горюча копалина, утворена шляхом вуглефікації рослинних залишків.

Викопне вугілля -- один з найпоширеніших видів корисних копалин, вони виявлені на всіх континентах земної кулі. Відомо близько 3000 вугільних родовищ і басейнів. Існують різні оцінки загальних світових запасів викопного вугілля -- від 3,7 до 16 і більше трильйонів тон (станом на 1990 р.). Викопне вугілля становить близько 87,5% викопного палива Землі.

Викопне вугілля -- переважно чорна, блискуча, тьмяно-блискуча, матова речовина, що характеризується різними відтінками кольору і блиску, різною текстурою (землистою, шаруватою, монолітною) та структурою (смугастою, штриховою, однорідною та ін.) та поверхнею зламу (зернистою, гладенькою, напівраковинною та ін.), різною тріщинуватістю з плитчастою, кутасто-грудкуватою та ін. відмінами; поодинокими включеннями вуглефікованих фрагментів різних частин рослин; прошарками осадових порід та мінеральних включень.

Щільність вугілля від 1 до 1,7 г/см3 в залежності від ступеня змін та ущільнень.

В Україні вугілля в деяких місцях добувається з глибини більше 1200 м. Вугільні пласти, які залягають на глибині 5-8 м, зараз розробляти не рентабельно.

Вугілля залягає у вигляді пластів та прошарків або потужних шаруватих та лінзоподібних покладів в осадових товщах.

В залежності від напрямку підходу до вугільного пласта розрізняють способи розкриття родовищ: штольнями та вертикальними або похилими шахтними стволами.

Виділяють гумоліти (кам'яне вугілля, буре вугілля та антрацити,сапропеліти й сапрогуміліти.

Глинистий сланець.

Глинимстий сламнець -- метаморфічна щільна сланцювата порода, глинисті мінерали якої перейшли у слюди, хлорити; як домішки присутні кварц, вуглиста речовина, залізорудні мінерали. Пористість 1--3 %. Не розмокає у воді.

Він складається з глинистих мінералів (головним чином різних гідрослюд, хлориту і ін.), частинки яких зазвичай орієнтовані строго паралельно. В результаті такої будови сланець набуває чітку сланцеватість, тобто здатність розколюватися на тонкі пластинки. Глинистий сланець не розмокає у воді. Характерний для геосинклінальних опадів. Утворюється в результаті ущільнення глин і часткової їх перекристалізації при зануренні на значні глибини і дії дінамометаморфізма. При подальшій зміні перетворюється на філліти або хлоритові сланці.

Найбільш крупні родовища в СРСР відомі на Кавказі і Уралі. Його використовують як покрівельний матеріал, у виробництві низьковольтних розподільних щитів, рубильників і апаратів в електропромисловості, а також у виробництві деяких будівельних деталей (плит для внутрішнього облицювання приміщень і т.п.), а в роздробленому, обпаленому і спученому вигляді -- як наповнювач для деяких видів бетону, крупних стінних блоків, а також для бронювання руберойду.

За характером вихідних порід розрізняють орто- та парасланці. Перші виникають при метаморфізмі магматичних, другі - осадових гірських порід.

Сланці бідні за вмістом польового шпату або зовсім його не мають.

Сланці, збагачені графітом, слугують сировиною для вилучення останнього.

Колір: сірий, коричневий, темно-сірий до чорного.

За походженням глинясті сланці виникли з порушених порід при переміщенні і осіданні тонкозернистих часток в седіментаційних басейнах. Після осідання матеріал частково перекристалізувався при нормальній температурі, причому виникли новоутворені чешуйчасті глинясті мінерали та серицит, які розташувалися в паралельних площинах.